車用氣彈簧安裝設(shè)計(jì)分析

1、車用氣彈簧安裝設(shè)計(jì)分析車用氣彈簧安裝設(shè)計(jì)分析作者：眾泰控股集團(tuán)有限公司潘玉華來源：AI汽車制造業(yè)目前國內(nèi)汽車產(chǎn)品開發(fā)中，對(duì)于氣彈簧應(yīng)用采用逆向的方法較多。其布置方法就是參照樣車氣彈簧在車身上大致的安裝位置來布置新車，同時(shí)將原車氣彈簧樣件交給供應(yīng)商依樣去開發(fā)，這種開發(fā)過程沒有依據(jù)其工作原理分析，缺乏嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)計(jì)算很難設(shè)計(jì)出最優(yōu)的方案。所以必須從基本原理上尋求一種在汽車上布置氣彈簧的科學(xué)方法來實(shí)現(xiàn)最終設(shè)計(jì)結(jié)果的正確性。下面就以汽車后背門氣彈簧

2、的布置安裝設(shè)計(jì)為例進(jìn)行分析。確認(rèn)后背門鉸鏈轉(zhuǎn)軸中心位置在后背門氣彈簧安裝設(shè)計(jì)之前，應(yīng)當(dāng)對(duì)已經(jīng)完成的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證。必須確認(rèn)后背門兩個(gè)鉸鏈?zhǔn)欠裢S；后背門在沿著鉸鏈軸轉(zhuǎn)動(dòng)全過程中與車身周圍有無干涉；氣彈簧安裝空間有無充分預(yù)留。確定后背門的總質(zhì)量及質(zhì)心的位置后背門的總質(zhì)量是多項(xiàng)由金屬和非金屬材料組成部件的質(zhì)量之和。包括后背門鈑金件、后背門玻璃、后雨刮器系統(tǒng)、牌照燈及裝飾板、后牌照、后背門鎖及后背門內(nèi)飾板等。在得知零部件密度的前提下，利用CAT

3、IA的測量慣性命令可自動(dòng)計(jì)算出重量和質(zhì)心坐標(biāo)點(diǎn)。確定氣彈簧在后背門上安裝點(diǎn)的位置這里氣彈簧的安裝點(diǎn)理論上是指氣彈簧兩端球頭轉(zhuǎn)動(dòng)中心。氣彈簧安裝時(shí)一般采用活塞在上方，活塞桿在下方。氣彈簧與門內(nèi)板連接必須由裝在后背門內(nèi)板上的支架過渡，用以讓開活塞外徑及運(yùn)動(dòng)的空間。在門內(nèi)板的內(nèi)側(cè)必須有加強(qiáng)螺母板用來安裝氣彈簧支架，后背門螺母板及支架的強(qiáng)度、后背門的剛度必須滿足氣彈簧最大受力狀況需求。氣彈簧在支架上的安裝位即氣彈簧的上安裝點(diǎn)位置，此位置距鉸鏈轉(zhuǎn)

4、軸中心的尺寸影響氣彈簧需要的支撐力，在載荷力矩一定的條件下，該尺寸減少10%，氣彈簧的支撐力增加將超過10%，同時(shí)氣彈簧的行程也會(huì)隨之變化。設(shè)計(jì)的目標(biāo)應(yīng)在滿足后背門開度及背門兩側(cè)方便接近的前提下，盡量減小氣彈簧需要的支撐力，因?yàn)檫^大的支撐力會(huì)增加氣彈簧的制造成本以及圖1后背門安裝位置設(shè)：AB=AC=c；BC=a；BD=xn；CD=2xn；∠DBC=β。x為彈簧有效行程；n為彈簧兩端頭結(jié)構(gòu)占用長度之和；通過以下運(yùn)算：在ΔBDC中利用余弦定

5、理得出：（2xn）2=（xn）2a22a（xn）cosβ。上式中：α、β、a已經(jīng)是已知數(shù)據(jù)，n值一般根據(jù)氣彈簧結(jié)構(gòu)不同取值范圍在90～120mm之間。代入各數(shù)據(jù)，求出一元二次方程的有用根就是我們所求的氣彈簧的有效行程。當(dāng)鉸鏈轉(zhuǎn)軸中心、上安裝點(diǎn)和下安裝點(diǎn)位于一條直線上時(shí)，氣彈簧的力臂為零，對(duì)后背門轉(zhuǎn)動(dòng)不做貢獻(xiàn)。此位置稱作氣彈簧工作死點(diǎn)。實(shí)際操作時(shí)，B點(diǎn)應(yīng)該修正到A、D連線偏左1～2mm的位置，這會(huì)使得B點(diǎn)在后背門完全閉合之前成為氣彈簧死點(diǎn)